El nombre de papel viene de papyros, planta de cuyo tallo los egipcios (3.500 a.C.) confeccionaban hojas para escribir en ellas. Separaban la película (líber) del tronco con un cuchillo muy bien afilado, sacando de 12 a 20 tiras sumamente delgadas y tan largas y anchas como permitía el tronco; las humedecían con una especie de cola de harina o almidón; las colocaban una sobre otra en cruz encima de tableros y, después de raerlas con un diente o un marisco y prensarlas a martillazos las secaban al sol. Del hecho de pegar unas con otras por los extremos resultó el llamado papiro. Los griegos lo llamaban "biblos" o "chartos", y los romanos 'charta ".
El papel se define como una lamina plana constituida esencialmente por fibras celulósicas de origen vegetal, afieltradas y entrelazadas irregularmente, pero fuertemente adheridas entre sí. La calidad y resistencia del cartón procede de la mayor cohesión de las fibras que lo componen 267. El cartón ondulado se define como una estructura mecánica formada por la unión de varios papeles, hojas lisas o liners, unidas equidistantemente por uno o varios papeles ondulados.
A lo largo de los últimos cien años, el papel y el cartón han servido para transportar mercancías sin que para ello su peso o coste representara un serio problema. Según T. Hine, la tradicional bolsa de papel marrón desempeñó un papel clave en la venta y el transporte de productos, especialmente porque sobre ella se podía imprimir con relativa facilidad, a diferencia de otros recipientes o envases de la época 268.
El papel ya se usaba a mediados del siglo XVI para envolver el tabaco, aunque entonces se consideraba un auténtico lujo, por ser una manufactura artesanal. La primera máquina de fabricación de papel fue inventada en Francia en 1798, aunque su desarrollo culminó con una patente inglesa de fabricación de rollos de papel en 1807.
Por otra parte, el cartón (a través de las cajas plegables) era un soporte que se hizo muy popular en el mercado de envases. Las cajas, al ser más resistentes, protegían mejor el producto que las bolsas y además tenían la posibilidad de ser decoradas y permanecer derechas y apiladas en las estanterías de la tienda.
Si bien desde 1870 existen patentes en los EE.UU. que amparan la fabricación de hojas de papel ondulado, no es hasta 1894 cuando las cajas de cartón ondulado son aceptadas por los ferrocarriles norteamericanos como cajas de poco peso para su envío por este nuevo medio de transporte. Más tarde, en aquel mismo año, se aceptaron los embarques de lámparas (incandescentes, de Edison) en cajas de cartón ondulado 269.
En 1903 se permite el embarque de cereales en cajas de cartón ondulado y en 1942 se crean y perfeccionan las cajas de cartón resistentes a la humedad (cajas V) para envíos o expediciones militares a ultramar.
La caja ondulada común, de color pardo, ha experimentado una serie de cambios en los últimos años. Tradicionalmente, se fabricaba y empleaba únicamente como medio de transporte de productos. Sus características la hacían útil para productos de distintos tamaños y pesos, pero su estética no era muy atractiva Hoy en día sí tiene interés para el fabricante darle un cambio y convertirla en un recipiente más informativo... y atractivo.
Generalmente la parte maderera del árbol consiste en un 50% de fibras de celulosa, 30% de lignina, 16% de carbohidratos y un 4% de otros materiales como proteínas, resinas y grasas, siendo de todas ellas la celulosa la que se convierte en papel. La lignina, por el contrario, es una sustancia químicamente compleja que mantiene las fibras juntas y que -como diría Paine- 270 "es como una cola o pegamento que sostiene el árbol en una pieza”.
La fabricación del papel pasa por un procesamiento de la pulpa (pulping), que es a su vez el resultado de la separación y agrupamiento de las fibras de celulosa. Para Torres 271 el principio de la fabricación del papel consiste en la obtención, a partir de una suspensión de fibras (pasta) y por un mecanismo de filtración, de una estructura en forma de lámina.
El cartón para embalaje ha de tener propiedades de protección para los productos que debe contener. En general se compone de dos láminas lisas de cartón (que suelen tener mayor calidad y blanqueo y que son las que se ven) y una serie de láminas en forma ondulada que se encuentran entre las dos láminas lisas anteriormente descritas. Este tipo de cartón se obtiene a través del pegado en seco de las diferentes láminas. Esto supone añadir colas y gomas a los componentes químicos del producto final.
Entre las propiedades que debe cumplir el cartón para envases se encuentran las siguientes:
- Disponer de una superficie adecuada para la impresión de calidad.
- Plegarse y doblarse bien sin quebrarse.
- Poseer la suficiente rigidez de tal modo que el envase mantenga su forma original cuando se llene y apile.
- Poseer estabilidad frente a diferentes condiciones atmosféricas.
- Retener sus propiedades originales durante largos períodos de tiempo en el almacén del cliente, y bajo toda clase de condiciones.
- Poseer diversos grados de resistencia al agua 273.
- Ser resistente a la fricción y abrasión.
- Encolarse a elevadas velocidades y formar juntas o uniones fuertes.
El embalaje de cartón se puede definir en función de tres características:
3.1. Aptitud para contener
La aptitud para contener es la facultad de agrupamiento de los productos para dar cohesión al conjunto embalado. El embalaje permite el agrupamiento de productos con formas distintas (frutas o botellas, por ejemplo) en una forma geométrica homogénea, estable, sencilla, transportable y almacenable. Preserva los productos de fuerzas que podrían causar su rotura o deterioro.
3.2. Resistencia al apilamiento y otras propiedades:
A)De tipo mecánico:
- Deformación.
- Flexión.
- Aplastamiento al canto.
- Aplastamiento en plano.
- Apilamiento: es la resistencia de un embalaje a la compresión vertical (o BCT). Dos cajas en sitios distintos en una paletización no aguantan la misma carga. La carga vertical puede provocar aplastamiento en el canto de los paneles y de los diedros verticales, así como la flexión.
- Presiones laterales internas: la fuerza de empuje se ejerce desde el interior hacia el exterior. - Presiones laterales externas: la fuerza de empuje es de fuera hacia dentro.
- Resistencia al reventamiento: las presiones internas pueden ser muy grandes, en caso de impactos o caídas. Con productos de mucha inercia, dichas presiones producen el reventamiento.
- Aplastamiento: esta característica no concierne más que al ondulado, cuya función es mantener de forma constante las dos caras equidistantes.
- Choques y golpes: factores que influyen durante la manipulación y el almacenamiento, siendo de carácter ocasional. La probabilidad de que ocurran imponen al embalaje exigencias de resistencia al desgarro y a la perforación. Es el ondulado el que desempeña el papel amortiguador contra los impactos.
- Vibraciones: su efecto equivale a una sobrecarga estática, que en algunos casos produce la rotura del embalaje, por haber sobrepasado el limite crítico del BCT. Las vibraciones se producen durante el transporte, bien sea terrestre, aéreo o marítimo.
B)De tipo físico:
- Condiciones climáticas: el cartón es sensible a la humedad. El fenómeno de histéresis es cuando el cartón se encuentra en fase de pérdida (evaporación) o de absorción de humedad.
- Fatiga: un embalaje en función de su tiempo de almacenaje y de las condiciones climáticas, produce una variación de su resistencia a la compresión vertical (BCT). A los 3 meses de almacenaje, la pérdida del BCT es del 21% (aprox.); a los 6 meses llega al 25%, y al año la pérdida alcanza el 40%.
3.3.Coeficientes correctores
Los coeficientes correctores permiten determinar en el laboratorio, con un embalaje vacío y en condiciones normalizadas, la resistencia a la compresión del mismo a partir de unas estimaciones sobre las cargas soportadas.
- Espesor: rigidez a la flexión.
- Estallido (o Mullen): fuerza necesaria para reventar los papeles.
El cartón ondulado se define según sus condicionantes, que pueden ser:
4.1.Por naturaleza del producto:
- Tipo de producto que va a contener : sólido,granulado, polvo, fluido, liquido.
- Forma - dimensiones.
- Agrupamientos.
- Fragilidad.
- Agresividad - seguridad.
- Mercancía peligrosa.
4.2.Por la función a desempeñar:
- Como envase primario: frutas, verduras, etc.
- Como envase secundario: latas, conservas, etc
- Como envase complejo: briks de lácteos o zumos, etc
4.3. Por las condiciones de trabajo:
- Paletizaciones (europalet, marítimo, etc.).
- Estibas, alturas (por número de cajas, número de palets apilados, etc.).
- Almacenamientos - tiempos.
- Condiciones climáticas (secas, húmedas, variables).
La utilización del cartón como material de envase estará definido, en todo caso, por:
- La necesidad de protección (con Mullen y/o perforación).
- La necesidad de apilamiento (con BCT).
Para Paine la selección del cartón como envase va acompañada de las siguientes ventajas:
- Disponibilidad de variedades, acabados y calibres, en blanco o color.
- Es adecuado para revestidos y laminados.
- Puede ser suministrado en rodillos u hojas.
- Permite un cortado económico.
- Se puede imprimir con la mayor parte de los procesos gráficos o sistemas de impresión.
- Posee opacidad.
- Ofrece alta resistencia-peso comparada con los plásticos.
- Puede utilizarse como protección (para embalajes).
- Es reciclable cuando no está reforzado o recubierto de plásticos. Disponibilidad de variedades, acabados y calibres, en blanco o color.
- Es adecuado para revestidos y laminados.
- Puede ser suministrado en rodillos u hojas.
- Permite un cortado económico.
- Se puede imprimir con la mayor parte de los procesos gráficos o sistemas de impresión.
- Posee opacidad.
- Ofrece alta resistencia-peso comparada con los plásticos.
- Puede utilizarse como protección (para embalajes)
- Es reciclable cuando no está reforzado o recubierto de plásticos.
Sin embargo, también existen algunas desventajas, y son:
- Permeabilidad a gases y vapores.
- Baja resistencia por causa de la humedad.
- Puede favorecer al crecimiento de hongos.
- Es inflamable.
- Algunos tipos contaminan los alimentos.
Segun ASPAPEL, los papeles utilizados para envases y embalajes alcanzan la mitad del papel consumido en España.
La materia prima utilizada por la industria papelera española es, aproximadamente, en un 70% papel recuperado, y en un 30% celulosa. Una industria que utiliza en su mayor parte madera de especies de crecimiento rápido que proceden básicamente de cultivos forestales 276.
La importación de madera para la obtención de celulosa supone alrededor de un millón de m3. Según ASPAPEL existen en España más de 7 millones de Ha. baldías, de las que si tan sólo se destinasen 200.000 al cultivo forestal, es decir, el 2'8%, la industria pastera.
Dentro de la amplia gama de variedades y aplicaciones del papel, cada español consume al año 63 kg. de papel en envases y embalajes, 38 kg. de papel para impresión y escritura, 12 kg. de papel prensa y 9 kg. destinados a usos higiénicos y sanitarios.
El consumo por habitante y año fue en 1996 de 132 kg., algo menor que la de otros países de nuestro entorno como Francia, con 164 kg/hab., y lejana de los 332 kg/hab. de EE.UU.
El sector papelero español está a la cabeza de los países de la Unión Europea en la utilización de papel recuperado como materia prima, con una tasa de utilización del 74%.
Se utilizaron 2'7 millones de toneladas de papel usado y se fabricaron 3'8 millones de toneladas de papel nuevo. Sin embargo, la recuperación es insuficiente para atender el mercado de papel usado. España posee un déficit de 700.000 toneladas que ha de importar, principalmente de Francia, Alemania y EE.UU.
En cuanto a datos referidos a la industria del cartón ondulado 277, ocupa un puesto importante dentro de la economía española, dando empleo directo a más de 7.000 personas y con una producción de más de 2.100.000 Tm.
La importancia de este sector no debe medirse únicamente en cifras, sino en su aportación al buen funcionamiento de la estructura logística del país. Basta con decir que cualquier traslado físico de mercancías implica la utilización de cartón ondulado.
La Asociación Española de Cartón Ondulado (AFCO) engloba al 85% de la producción total de cartón ondulado, con una amplia implantación geográfica, desde donde se provee de cajas y embalajes a clientes de todas las actividades agrícolas e industriales.
En el proceso de fabricación de pasta química las industrias papeleras producen malos olores ocasionados al desgasificarse los lejiadores y desechos en forma de gases contaminantes del aire. De los procesos de fabricación de pasta papelera, es el llamado Kraft el que produce mayor contaminación atmosférica debido a los múltiples gases derivados del azufre que desecha.
Existen exigencias legales que obligan a los fabricantes de pastas papeleras a controlar la emisión de estos gases, pero no todos los fabricantes realizan el mismo esfuerzo en medidas medioambientales. Y la causa está en que respetar las normas legalmente establecidas puede representar hasta un 30% de la inversión total necesaria para instalar una planta papelera.
En los últimos 15 años y a pesar del incremento de la producción, se ha reducido en un tercio el consumo de agua, mientras se continúa con el proceso para disminuir el de energía. Para ello se utiliza la cogeneración, un proceso que produce al mismo tiempo energía eléctrica y térmica, y que permite un mayor aprovechamiento del combustible. Actualmente el 20% de la producción total de cogeneración procede del sector papelero.
El reciclaje también se ha convertido en un tema prioritario. De los cinco millones de toneladas de papel y cartón que se consumieron en España en 1996, 2'1 millones fueron recicladas, mientras que el resto acabó en los vertederos 278.
El reciclaje del cartón es una actividad cada vez más extendida en la fabricación de envases de cartón para embalaje. Se ha visto impulsada considerablemente por el inicio de las recogidas organizadas de residuos sólidos urbanos. Todos los fabricantes utilizan, en mayor o menor medida, cartón viejo recuperado para la obtención de su producto 279.
El reciclaje consiste en introducir el papel viejo en un pulper. En un medio acuoso y sometido a un proceso desintegrador, el cartón viejo (o papelote) vuelve al estado pastoso y, tras pasar por otras series de fases, se convierte en pasta reciclada. En este proceso, las pérdidas de fibras son considerables por lo que la pasta obtenida pierde resistencia. También pierde calidad: es más oscura. Lo habitual es hacer cartón con una mezcla de pastas vírgenes y pastas recicladas.
El problema del reciclaje es la eliminación de elementos contaminantes. En primer lugar, sería conveniente que la recogida de cartón viejo fuese lo más selectiva posible, eligiéndose los cartones menos dañados biológicamente; los que exigieran un menor trabajo de destintado, etc. En cualquier caso, la obtención de pasta reciclada exige la utilización de numerosos productos químicos, ya que:
- Los cartones viejos utilizados son cartones sucios e insalubres. Por ello es imprescindible la incorporación de bactericidas en la solución acuosa 280
- Para el destintado se emplean dos procedimientos: el que consiste en separar la tinta gracias a la acción de un agente tensoactivo a altas temperaturas (procedimiento que se utiliza habitualmente en EE.UU.); o bien el más utilizado en Europa, que es el destintado por flotación, que consiste en producir una espuma que arrastre las partículas de tinta para su posterior eliminación.
- Los envases de cartón y similares se comportan sensiblemente como la materia orgánica, y en su degradación -generalmente más lenta que el resto de componentes orgánicos de los RSU- originan compuestos gaseosos después de diversas etapas intermedias, a los que hay que agregar la parte correspondiente a los aditivos para las tintas de imprenta.
- La celulosa virgen cómo la procedente de papel recuperado es recuperable, reciclable y biodegradable, con lo que no plantea en principio dificultades en el campo medioambiental. Es evidente que el envase de papel que ha de reciclarse no debe estar recubierto e impregnado con plásticos, ceras u otras sustancias que hagan inútil su recuperación 281.
